（热能工程专业论文）分布式冷热电联供系统综合评价模型及优化配置方法研究.pdf

浙江工业大学硕士学位论文 分布式冷热电联供系统综合评价模型 及优化配置方法研究 摘要 本文围绕如何建立c c h p ( 冷热电联供系统) 综合评价模型展开，提出了较合理的 模型建立与优化配置方法。该方法的实现过程为：针对不同的用户，提出若干种可能最 佳的方案，运用综合评价模型对提出的几种备选方案进行分析，得出最优配置方案。该 方法不仅适用c c h p 的综合评价，也可作为可持续发展、建成环境及企业能耗等相关领 域的综合评价的参考。 c c h p 综合评价模型包含评价视角、指标体系和模型算法三个方面内容。现有c c h p 的研究成果并未指出评价视角与标准，也未给出指标体系的建立方法，较常用c c h p 综 合评价模型算法是层次分析( 触口) 法。本文提出了评价视角这一理念，将用户确定为 评价视角。提出了构建c c h p 综合评价指标体系的方法，该方法具有一定的通用性，可 用于其他类似领域评价指标体系的构建。层次分析( a h p ) 法主观性强，能充分体现用 户的主观意愿，但对不同的场合需重新构建大量的判断矩阵，难以形成统一的评价模型。 主成分分析和层次分析( p c a - a h p ) 法能较好地解决这一问题。由于主成分分析法客观性 很强而层次分析法主观性强，将这两种方法相结合，评价过程既能体现用户的主观意愿， 又具有一定的客观性，使得评价结果更加科学合理。 结合文献中的算例，对提出的综合评价模型进行验证。结果表明，与原始评价模型 相比，新的综合评价模型更趋合理。运用建立的综合评价模型对杭燃现有系统进行分析 和综合评价。结果表明，内燃机模式综合性能更优。 本文的主要成果如下： 1 提出了指标体系评价视角的观点，并分析确定了c c h p 评价视角应该为用户。评 价视角是制定评价指标体系的基础，基于用户视角的综合评价意味着评价主要考虑用户 的利益。 2 提出了构建c c h p 综合评价指标体系的方法，该方法的步骤为：首先，运用利弗 曼指标选择原则，选择基础层指标；然后，验证多层次指标的信度和效度，根据计算结 摘要 果对指标体系进行修正，构建出用于评价c c h p 综合性能的多层次指标体系。 3 提出了基于主成分分析和层次分析( p c a a h p ) 法的综合评价模型算法，算法的 具体实现过程为：用主成分分析法处理基础层数据，分析相关系数矩阵，再次修正指标 体系。基础层数据经主成分法处理后得到性能数据，用层次分析法处理得到的性能层数 据，最终得到决策层数据，获得最优配置方案。 关键词：冷热电联供，综合评价，评价视角，信度和效度，主成分分析，层次分析 浙江工业大学硕士学位论文 s t u d yo nc o m p r e h e n s i v ee v f 址u a t i o na n d o p t 耵垤i z e dc o n f i g u r a ，r i o nm e t h o do fd i s t r i b u t e d c o m b i n e dc o o l 玳g ，h e a t d 叮ga n dp o w e rs y s t e m a b s t r a c t t h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e lf o rc c h pw a ss t u d i e da n dt h ec o n s t r u c t i o n c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e la n do p t i m i z e dc o n f i g u r a t i o nm e t h o dw e r eo b t a i n e d f i r s t l y , s e v e r a lp o s s i b l ep l a n sf o rd i f f e r e n tu s e r sw e r eg i v e n s e c o n d l y , t h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n m o d e lw a se m p l o y e dt os t u d yt h e s es e v e r a lp o s s i b l ep l a n s a n dt h eb e s tp l a nw a ss e l e c t e d t h i sm e t h o di sn o to n l ye f f e c t i v ef o rt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no nc c h p , b u ta l s of o rt h e c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n o ns u a a i n a b l e d e v e l o p m e n t ，b u i l te n v i r o n m e n ta n de n e r g y c o n s u m p t i o no fe n t e r p r i s e t h r e ee l e m e n t si n c l u d i n gp e r s p e c t i v eo fe v a l u a t i o n ，i n d e xs y s t e ma n dm o d e la l g o r i t h m a r et h em a i np a r t so ft h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e lo fc c i - i p p e r s p e c t i v ea n dc r i t e r i a o fe v a l u a t i o nw a s n tm e n t i o n e dmt h ep u b l i s h e dl i t e r a t u r e s ，a n dt h ec o n s t r u c t i o nm e t h o do n i n d e xs y s t e mw a s n tg i v e na l s o u s u a l l y , t h eh i e r a r c h a la n a l y s i sm e t h o dw a sf o ru s e df o rt h e c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e la l g o r i t h mo fc c h p i nt h et h e s i s ，t h ep e r s p e c t i v eo fc c h p e v a l u a t i o nw a sd e t e r m i n e d an e wc o n s t r u c t i o nm e t h o dt of o r mt h ei n d e xs y s t e mw a s d e v e l o p e da n di t i se f f e c t i v ef o ro t h e rs i m i l a ra r e a st o o a h pw h i c hi su s e f u lf o rc o n c e r n i n g t h eu s e r sb e n e f i te n o u g h ，w a sa nu s e r - s u b j e c t i v i t ym e t h o d b u ti ti sd i f f i c u l tt of o r mag e n e r a l m o d e lb e c a u s et h i sm e t h o dn e e d sc o n s t r u c td i f f e r e n tj u g e m e n tm a t r i xi nd i f f e r e n tp l a c e p c a - a r pm e t l l o dm a ys o l v et h i sp r o b l e me f f e c t i v e l yd u et ot h eo b j e c t i v ep c am e t h o da n d s u b j e c t i v ea h pm e t h o d e v a l u a t i o np r o c e s sc a nr e f l e c t st h es u b j e c t i v ev i e w so fu s e r s ，a n d a l s oh a sac e r t a i no b j e c t i v i t yw h e nc o m b i n i n gw i t ht w om e t h o d s ，w h i c hm a d et h ee v a l u a t i o n m o r es c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l e i h b a s e do nas t u d yf r o ml i t e r a t u r e s ，t h en e wm o d e lw a sv a l i d a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t t h en e wo n ew o u l dg i v eam o r er e a s o n a b l er e s u l t sc o m p a r i n gw i t ht h eo r i g i n a le v a l u a t i o n m o d e l t h en e wm o d e lw a se m p l o y e df o ra n a l y z i n gt h ec c h po fh a n g z h o un a t i o n a l p e t r o l e u mc o r p o r a t i o na tq i b a o t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ei n t e r n a lc o m b u s t i o ne n g i n e m o d e lw a st h eb e s tc h o o s e m a i nc o n c l u s i o n so ft h i sp a p e rw e r es h o w na sf o l l o w i n g ： 1 u s e rw a sd e t e r m i n e da st h ee v a l u a t i o np e r s p e c t i v eo fc c h p e v a l u a t i o np e r s p e c t i v e w a st h eb a s i sf o rt h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m a n dt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nb a s e do n u s e rp e r s p e c t i v em e a nt h ee v a l u a t i o nw o u l dm a i n l yc o n s i d e r a t et h eb e n e f i t so fu s e r s 2 a na p p r o a c hf o rb u i l d i n gac o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fc c h pw a s p r o p o s e d t h em e t h o dc a nb ed e s c r i b e da sf o l l o w i n g ：f i r s t ，t h eb a s el a y e ri n d i c a t o r sw a s s e l e c t e db yu s i n gt h ep r i n c i p l eo fd ml i v e r m a ni n d i c a t o r ss e l e c t i o n t h e n ，t h er e l i a b i l i t ya n d v a l i d i t yo ft h ei n d e xs y s t e mw e r ev e r i f i e d l a s t l y , am u l t i - l e v e li n d e xs y s t e mo fc c h p c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nw a s b u i l t 3 c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e la l g o r i t h m w a sp r o p o s e db a s e do np c a - a h p m e t h o d f i r s t l y ，d u et h ef i r s tl a y e rd a t ab yp c am e t h o d ，a n a l y s i st h ef e a t u r eo fc o r r e l a t i o n m a t r i xa n dm o d i f yt h ei n d e xs y s t e m s e c o n d l y ，o b t a i nt h ep e r f o r m a n c el a y e rd a t ab yp c a m e t h o d l a s t l y ，d e a lt h ep e r f o r m a n c el a y e rd a t ab ya h pm e t h o d t og e tt h ed e c i s i o nl a y e rd a t a a n dc h o o s et h eo p t i m a lp l a n k e yw o r d s ：c c h p , c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，p e r s p e c t i v eo fe v a l u a t i o n ，r e l i a b i l i t ya n d v a l i d i t y ，p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s ，h i e r a r c h a la n a l y s i s i v 浙江工业大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 分布式能源在中国发展的历史机遇和挑战 我国的大气环境污染以煤烟型污染为主，主要污染物为总悬浮颗粒物和二氧化硫。 近年来，政府加大环境治理力度，编制规划，增加投资，制定法规和污染物排放标准， 环境状况已有明显好转，但是环境污染状况仍然不容乐观。我国是一个人口众多的发展 中国家，经济处于高速发展阶段，人均年排放二氧化碳量只有2 5 1 吨，远低于欧美发达 国家，但排放总量已达3 0 亿吨以上，占世界总排放量的1 3 6 ，仅次于美国排在第二 位，增长速度已居世界第一位。因我国大力开发和引进天然气较晚，天然气在我国的终 端能耗的比例远低于世界水平。 焦警冀一i 。? 。j ， 爹麓麓：夕 从上图可知，我国的能源结构与世界水平有很大差异，天然气的应用与世界水平相 差甚远。以煤为主的能源结构给生态和环境造成了严重损害，为此我国制定了“优化结 构、提高效率、重视环保、保障供应、西部开发”的能源战略，天然气勘探开发也呈加 速之势。 第1 章绪论 分布式能源系统主要以天然气为燃料，可同时向用户提供电量、冷量和热量，具有 较高的综合效率和良好的环保性，迅速在建筑能源系统中得到应用。它是以冷热电联供 技术为基础，与大电网和天然气管网相连接的，向一定区域内的用户同时提供电力、蒸 汽、热水和空调冷水( 或风) 等的能源服务系统。它是二十世纪七十年代在国外发展起 来的洁净高效、小型分散为主的第二代能源技术，目前主要以天然气为燃料，通过发电 设备首先做功，4 0 0 6 0 0 的排出烟气通过各种方式逐级利用，其综合利用效率可达到 8 0 以上。天然气驱动热气机冷热电三联供属于分布式能源的一种，它有着明显的环保 优势，如果每年天然气冷热电联供系统能增加3 0 0 0 m w 的装机容量，预计每年可以节 约2 8 8 万吨标准煤，减排二氧化碳7 5 5 万吨，减排二氧化硫5 7 6 万吨。 我国“十一五”纲要中提出要在期间实现单位g d p 能耗降低2 0 的目标，并指出 了十大重点节能工程作为实现节能目标的重中之重和突破点。区域热电联产工程被确定 为重大节能工程之一，国家鼓励建设热电冷联供机组和建设分布式热电联产和热电冷联 供系统。在政策的支持之下，c c h p 系统将得到快速的发展。 1 2 国内外c c h p 的研究现状 1 2 1 天然气冷热电三联供系统( c c h p ) 的特点 天然气冷热电三联供系统是从一次能源中得到电能( 或机械能) 、热量和冷量，将 冷热电同时提供给用户使用的一种供能系统。它将天然气利用、发电、采暖和制冷技术 整合，不仅提高了资源的利用效率；还对保障城市能源安全可靠具有重要意义；同时， 分布式能源更利于智能化控制和信息化管理【”l 。图1 - 2 以微燃机冷热电联供系统为例， 说明c c h p 系统的一般构成。 2 图1 2 微燃机c c h p 系统配置示意图 浙江工业大学硕士学位论文 c c h p 系统一般由发电设备、制冷设备和供热设备组成，为了提高能源的利用效率， 在某些场合c c h p 系统还包含蓄能装置。 c c h p 系统通过能量的梯级利用，将高品质的天然气优先做功发电，同时回收余热 生产冷量和热量，能源综合利用效率可达8 0 - - 9 0 ，是一种先进的能源利用技术，它 具有以下优点： 1 ) 节省输变电投资 2 ) 供电可靠性提高 3 ) 能满足特殊场合的供电需求 4 ) 环保性能良好 5 ) 为能源的综合梯级利用提供了可能 6 ) 为可再生能源的利用开辟了新途径 1 2 2 国内外发展现状 分布式冷热电联供系统是在热电联产基础上发展起来的。作为一种能源高效利用的 方式，在七十年代末期在各发达国迅速发展起来。欧洲一直重视分布式冷热电联产系统 的发展，丹麦和荷兰全国4 0 以上的电力来自联产系统。至2 0 0 3 年，美国d e s ( 分布式 能源系统) c c h p 总装机容量为5 6 0 0 0 m w ，占全美电力总装机容量的7 ，年发电总量 为3 1 0 亿k w h 。截止至2 0 0 3 年三月，日本全国d e s c c h p 总装机容量也达到了6 5 0 3 m w 。 近年来各国更是进一步加大了其发展力度。中国的冷热电联供系统起步晚，而且受到天 然气供给的限制。我国北方以煤为一次能源、城市集中供热为主的热电联产近年发展较 快：但是，随着改善城市环境的压力日益增加和加速清洁天然气能源开发的能源战略的 实施，d e s c c h p 在中国的快速发展已经提到议事日程。特别是在中、南部夏热地区， 采用d e s c c h p 和蓄冷空调不仅可以缓解电力不足的状况，更可起到电网削峰填谷的作 用。目前，国内外对c c h p 系统的研究主要有以下几个方面： 一是对原动机的特性进行研究 3 4 1 ，二是对c c i - i p 系统的运行优化 5 - 7 ，三是余热利 用方式的研究【8 】，四是对系统发电和制冷设备容量的合理性及稳定性的研究【9 - 1 0 l ，五是 系统的性能评价【1 1 1 2 】。 第1 章绪论 1 3 国内外对c c h p 评价模型的研究以及优化配置方法 c c h p 系统是一个多输入多输出的复杂系统，用来对联供系统进行比较或优化的评 价准则成为目前研究的热点。文献【1 3 】根据联供系统的特点，提出采用能级分析法和一次 能源利用率相结合的方法评价联供系统的经济性。以输入供能系统的能量的能级与用能 系统所需能量的能级之间的差值( 能级差) 或其相对差值( 能级平衡系数) ，作为能量合理 利用的质量标准。能级差或能级平衡系数越大，能量利用越不合理；反之，越合理。该 方法能够比较全面地反映用能过程的质量和水平。文献【1 4 】对冷热电联产系统及主要部件 进行炯分析，认为无论是夏季工况还是冬季工况，最大炯损失都产生在燃气内燃机发电 机组部分，文中指出最重要的是提高原动机发电效率及热回收效率。文献 1 5 】提出将年度 总费用作为联供系统优化配置的目标函数。系统年总费用包含年运行能耗费用、初投资 年等值费用以及年维护费用三部分。文中指出该方法可作为联供系统的投资准则，判断 投资方案是否可行。文献【1 6 】对采用燃气轮机回热循环的c c h p 系统进行热力学分析，对 几种常用的评价准则进行比较，认为能量利用系数将电与冷、热等同；炯效率主要考察 能量的作功能力，而c c h p 满足的主要是人对合适生活温度( 即冷、热) 的要求；折合发 电效率不能真实反映制冷、传热系统的作用，因此这三者不适合c c h p 的评估。经济佣 效率反映了不同能量的市场需求，节能率考察了燃料的使用，从不同角度反映了系统性 能，可用于c c h p 系统评价。文献【1 7 】讨论了冷热电联供系统的投资准则，文中列出了多 种投资准则的合理性和局限性，认为决定方案可行与否的准则是净现值( n p v ) 、内部 回收率( i r r ) 和投资回收期( p p ) 。文献【1 8 】通过计算c h p 或c c h p 系统的经济炯效率 来评价其优越性。文中计算了联供系统中各设备的结构系数( s t r u c t u r a lc o e f f i t i o n s ) ，便于 改进系统能源利用不合理的环节。 综合文献 1 3 - i s 可知，c c h p 系统的经济性研究是已成为研究热点，但是仅考虑经济 性并不能完整地体现c c h p 系统的优越性。该系统在环境性、安全性和社会性等方面也 有巨大的优势。更重要的是，仅根据系统的经济性进行优化配置也是不全面的。 文献【1 9 】考虑了两种方式对联产系统的设备进行配置，第一种是根据用户实际冷热负 荷的需求和设备使用的最低程度来确定实际电量，第二种是保证原动机满负荷运行，余 热全部用于供暖、制冷和生活用水。并从技术性能和经济性能两方面评价了六个联产方 案的优劣。技术性能分析能反映不同设备组合在技术性能上的指标差异，通过比较各个 方案年产能、产能率、一次能源利用率、单位能净收益来确定各方案技术性能的差异。 4 浙江工业大学硕士学位论文 经济性能分析的指标采用静态投资回收期、动态投资回收期、净现值、净现值率和内部 收益率、5 个指标进行对比分析，文中认为，设备在最大能力运行时，燃气一蒸汽联合型 方案最优。文献【2 0 1 依据住宅楼冷、热、电负荷情况进行系统配置，从节能效益和经济效 益两方面对基于热气机、微型燃气轮机和燃气内燃机的三种联供系统进行评价，并探讨 了余热利用情况对系统节能效益和经济效益的影响，通过对比文中认为，在特定的应用 场合下，基于小型燃气内燃机的系统方案最优，这是由于该方案较充分地回收和利用了 系统余热，而且燃气内燃机具有发电效率较高和成本低等优势。文献【2 l 】采用d e s t 软件 对用户全年热、电、冷负荷进行模拟，提出四种能源配置方案。并从能效、经济性、环 境三个方面评价了这四个联供系统方案的优劣。文献【1 1 1 2 】根据用户的冷、热、电负荷， 确定了多种能源方案。提出了一种混合灰色关联多层次综合评价法( 灿口) ，并用模糊 隶属关系将定性指标定量化，从经济性、环境性、社会性等方面评价了多种联供系统方 案的优劣。文献【2 2 】利用混合整数线性规划模型( m 【l p ) 对联供系统的配置和运行进行 优化。配置优化时主要考虑投资成本、设备效率和运行费用，运行优化时主要考虑电价、 燃气价格和环境因素。文献【9 】认为影响联供系统性能的部件主要是发电和制冷设备。文 中提出了一种确定联供系统发电和制冷设备最佳容量的方法。即一次能源节约管理准则 ( p e s ) ，该方法假设评价对象均为全负荷运行，认为若联供系统相对分供系统具有节能 性，则系统运行合理，并与t m d ( 能量需求管理准则) 进行比较，得出两个不同最佳 容量。 从以上研究情况可以看出，根据用户的冷、热、电负荷和经济性进行系统配置是一 种常用的方。 经济性、能效性、环境性、社会性、安全性等都是影响c c h p 性能的因素，复杂的 影响因子导致对冷热电联供的评价指标和分析方法众多，但是大多数文献仅考虑了一个 影响因子或者几个影响因子对联供系统的影响，到目前为止还没有建立一个合适的对联 供系统进行各方面综合评价的模型，因此，制定出一套统一的综合评价分析体系将是今 后的研究趋势。 1 4 课题的研究内容 目前，关于c c h p 综合评价的研究工作较多，但至今没有形成统一的评价模型。作 者参考了社会学、医学、心理学及建筑和环境学中的研究成果，建立了c c h p 系统的综 第1 章绪论 合评价模型。该模型主要包括以下几方面内容：第一，c c h p 综合评价是否应该选定一 个评价视角以及如何确定评价视角。第二，如何建立具有一定通用性的综合评价指标体 系，如何来修正和验证指标体系的科学性。第三，如何选择合理的数据处理方法，使得 评价结果具有可靠性。 本课题的研究内容有以下几方面： 1 ) 建立较完整的c c h p 综合评价模型，该模型包含综合评价指标体系及数据处理方 法。 2 ) 确定综合评价视角，验证综合评价指标体系的信度和效度，对综合评价指标体系 进行修正。 3 ) 选择合适的数据处理方法。 4 ) 验证模型的准确性，对杭燃现有系统进行分析，运用综合评价模型对其进行综合 评价，试提出一套合理的配置方案。 6 浙江工业大学硕士学位论文 第2 章c c h p 综合评价指标体系的研究 综合评价指标体系是重要组成部分，本章主要的研究工作是提出指标体系的建立方 法。方法的流程如图2 1 、图2 2 所示。 图2 - i 初始指标体系构建流程图 图2 2 初始指标体系构建流程图 第2 章c c h p 综合评价指标体系的研究 2 1 确定评价视角 2 1 1 评价的含义 汉语字典中，评价的含义有两个：一是议论价格；还价。二是衡量评定人或事物的 价值，也指评定的价值。本文的评价应该取第二个释义。 在百科全书中，评价的释义如下：第一，评价的过程是一个对评价对象的判断过程； 第二，评价的过程是一个综合计算、观察和咨询等方法的一个复合分析过程。 评价本质上是一个判断的处理过程。b l o o m 认为人类思考和认知过程的等级结构模 型中最基本的因素是评价。根据他的模型，评价和思考是人类认知处理过程中最为复杂 的两项认知活动。他认为：“评价就是对一定的想法( i d e a s ) 、方法( m e t h o d s ) 和材料( m a t e r i a l ) 等做出的价值判断的过程。它是一个运用标准( c r i t e r i a ) 对事物的准确性、实效性、经济 性以及满意度等方面进行评估的过程。一 综合多方面的因素，评价( e v a l u a t i o n ) 就是指，通过评价者( e v a l u a t o r s ) 对评价对象的 各个方面，根据评价标注进行量化和非量化的测量过程，最终得出一个可靠的并且逻辑 的结论。其中，所谓评价者( e v a l u a t o r s ) ，也称为评估人，主要是对某个对象进行评价的 主观能动体。对某一事物进行评价，即对其作出价值判断，必须先确定评价的标准，评 价者首先应明确评价的目的是什么，然后根据事物本身的特点或者评价者的需求来确定 评价的标准。 对于c c h p 系统，评价视角对评价标准的影响体现在以下两方面：第一，从海量评 价指标中选出可能合理的评价指标时，评价视角是该指标是否被选择的依据。第二，综 合评价这一过程中需要确定各个指标对整个评价结果的影响程度，评价视角是此过程中 的重要依据。 2 1 2 确定评价视角的方法 到论文撰写之日为止，现有文献中并未提出c c h p 综合评价视角这一概念，但在其 他领域评价视角已经有一定的研究成果。 文献【2 3 】根据论语中评价历史人物的性质和内容，从仁德视角、功用视角、礼法 视角、任贤视角和情趣视角这五个方面对论语中如何评价历史人物进行探讨。 文献f 2 4 】认为城市发展质量是一个包容性概念，对其进行评价存在多种视角和指标体 浙江工业大学硕士学位论文 系。作者对城市发展质量评价的各种视角和指标体系进行了归纳和评述。城市发展质量 评价存在多元化研究视角，主要有两方面的原因。一方面，该项研究涉及经济学、社会 学、行政学、管理学、系统动力学等多个学科领域，视角因研究者的学科背景而异；另 一方面，城市发展的多元利益主体对于城市发展存在不同诉求。城市发展质量评价主要 有四个视角：城市化的视角，城市竞争力的视角，城市人居生活质量的视角，市民生活 满意度的视角。根据这四个视角，建立了一套评价指标体系。 文献【2 s l 认为应从区域创新网络成熟度的视角评价区域创新能力，提出由区域创新网 络、区域创新投入、区域创新产出、行为主体自身创新能力这四个要素构成的区域创新 要素关系模型，分析区域创新网络成熟度影响因素，进而建立评价指标体系。 文献【2 6 】从词汇及小句所表达的含义对文章思想的表达所起的作用这一视角来研究 文学作品。 文献【刎从综合效益最佳的角度建立一套评价土地整改的综合评价指标，用来筛选最 优方案。 文献【2 8 l 认为应从局内和局外利益者的角度确定标准，用来评价大学教学质量。局内 利益者指学生，局外利益者主要指学校、学生家长、社会等。 文献【2 9 l 从投资者的角度评价风险投资，并建立了风险投资的多层次模糊综合评判模 型。 文献【删认为用户服务是数字图书馆的最终目标，数字图书馆必须始终将用户放在首 位，才能做到提供用户之所需。进而从用户的角度构建了数字图书馆的评价指标体系。 从以上研究可发现，评价的研究涉及到经济文化各个领域。文献 2 3 - 2 7 】从评价对象( 即 客体) 的性质及特点去评价，此时客体的服务对象不是确定的，或者说与服务对象之间 没有直接的利益关系。文献 2 8 - 3 0 是根据主体的需求去选择评价视角的。此时客体的服务 对象是明确的，学校的服务对象是学生，风险投资的直接利益者是投资者，图书馆的服 务对象是使用者。对于c c h p 系统的评价，首先应分析客体的服务对象，确定合适的评 价视角，进而确定合理的评价标准。 2 1 3c c h p 综合评价视角的确定 与c c h p 系统利益相关的主体有使用者、建造者、设计者、政府和周边居民。它们 需求的价值目标如表2 - l 所示【3 1 】。 9 第2 章c c h p 综合评价指标体系的研究 表2 1c c h p 系统评价主体需求的价值目标 c c h p 系统评价主体需求的价值目标 使用者 建造者 设计者 政府部门 周边居民 个人的生存、享受和发展，“为我”的观念 以市场需求为导向，以经济效益为主导 技术的先进性，平衡使用者和政府的矛盾 符合当地政策，节能环保，达到最佳综合效率 “为我”的观念，避免对个人生活环境造成影响 c c h p 的服务对象一般是企业，而投资受益人也是企业。当然，政府为了鼓励新技 术的推广和应用，减少污染物的排放量，对c c h p 系统的建设将给予一定的补贴，鼓励 企业采用新技术，达到节能减排的目标。 评价c c p 时，客体的服务对象是确定的，评价的作用是给企业在投建c c h p 前提 供可靠的投资信息，或者在c c h p 建成后提供合理的整改意见，故应根据主体的需求来 确定评价视角。综上所述，c c h p 的评价视角应为使用者，即投资人。应该根据企业的 需求来确定评价标准，确定某个备选方案的优劣。 2 2 运用l i v e r m a n 指标原则修正综合评价指标 确定视角的目的是为了确定合理的评价标准，指标体系的设计就是一个确定评价标 准的过程。要建立合理指标体系，应选择合适的指标来体现需要评价的内容。用于评价 c c h p 的指标数量众多，这些指标是否适合评价c c h p ，目前并无参考标准。本节的目 的是确定合适的指标选择原则，根据指标原则对现有的评价指标进行首次剔除与修正。 确定c c h p 指标原则的流程如图2 - 3 所示。 l o 图2 3 确定指标选择原则 浙江工业大学硕士学位论文 2 2 1c c h p 指标原则 利弗曼( d ml i v e r m a n ) 等人于1 9 8 8 年研究了如何选择可持续发展指标的准则， 他们分析了现有文献中评价指标的局限性，借鉴前人提出的指标准则，从而提出了九个 可持续发展的指标原贝l j 3 2 。它们分别是： 1 ) 时间变化的敏感度 它指的是当前数据能否预测指标的长期趋势，当前获得的数据是否会随时间变化而 无效。例如人口数量、饮水质量这两个指标随时间变化可能无效，此类指标应该舍弃或 者转化。 2 ) 空间变化的敏感度 它是指指标受地域、国家、种族和文化等的影响程度。 3 ) 预测能力 指标能预测未来某种现象发生的趋势，决策者根据这些信息可以提早预防。例如城 市粮食价格上涨、牲口屠杀率、人口流动量是发生饥荒的前兆。 4 ) 参考值或阀限值的有效性 所选指标的期望值或者正常的范围能够获得。 5 ) 价值判断的公正性 指标的原始数据是公正的，不依赖于欧洲或者其他地方的标准。 6 ) 9 逆性 某些指标所发生的变化是不可逆的，如人类的文明程度，地表侵蚀，土壤沙漠化等。 7 ) 数据易于转化 指标的数据容易转化成其他形式的指标。 8 ) 综合性 指标具有一定的综合性能。 9 ) 数据易于采集 指标的原始数据易于采集。 以上九项原则，在二十几年的时间里，经过专家学者的验证，已广泛应用于可持续 发展的评价这一领域。这九项指标选择原则都是针对可持续发展评价的指标原则，为了 更清楚地认识以上九项指标原则的特性，作者将这九项指标原则进行归类。 时间变化的敏感度和空间变化的敏感度体现的是指标的时空特性：预测能力和综合 性表示指标应该具备一定的作用，参考值或阀限值的有效性，价值判断的公正性，数据 第2 章c c h p 综合评价指标体系的研究 易于转化和数据易于采集关注的是指标是否易于应用，可逆性能体现可持续发展这一特 定对象的特征。综上，对这九项指标归类如表2 - 2 所示。 表2 2 可持续发展九项指标原则的分类 从表2 2 可知，可持续发展的九项指标可分为四类，这四类指标都具有一般性，可 推广到c c h p 的评价中来。 由于评价c c h p 的评价视角是用户，评价结果与用户的利益密切相关，所以作者认 为在性能指标中应增加与用户利益相关这一准则。 c c h p 的指标选择原则共有十项：时间变化的灵敏度；空间变化的灵敏度；预测能 力；参考值或阀限值的有效性；价值判断的公正性；数据易于转化；综合性；数据易于 采集与应用；与用户利益相关。如表2 - 3 所示。 表2 3c c h p 评价指标原则分类 2 2 2 指标选择原则的应用 利用指标原则选择评价指标的过程如下所述【3 3 】：首先，罗列出参考文献中评价 c c h p 的指标；第二步，分别计算每个指标符合指标原则的程度，第三步，将符合程度 低的指标剔除或改进。 1 2 浙江工业大学硕士学位论文 体现c c h p 经济性能的指标有：炯经济成本、炯效率、初投资、年维护费用、静态 投资回收期、动态投资回收期、年能耗费用、净现值( n p v ) 、内部回收率( i l 汛) 和投 资回收期( p p ) 、总费用年值。在这些指标中，炯经济成本和炯效率相关性较大，将指 标炯经济成本剔除。年维护费用和年能耗费用是总费用年值的一部分，这三个指标重复 性大，将指标指标年维护费用和年能耗费用剔除。将指标动态投资回收期和静态投资回 收期综合为指标投资回收期。内部收益率和净现值能对投资项目进行动态评价，由于净 现值计算较方便，更为常用，故作者将内部收益率剔除。 体现c c h p 能效性的指标有：一次能源利用率、炯效率、能量利用系数、折合发电 率、节能率、节能系数、经济炯效率、总效率和发电效率。能效性指标中，经济炯效率 是在煳效率的基础上计算炯成本，将指标经济炯效率剔除，总效率、节能系数、能量利 用系数和节能率都能体现能源利用效率，故作者节能系数、将指标能量利用系数和节能 率舍弃。折合发电率不能真实地反映制冷与供热系统的作用【t 6 】，将其剔除。 体现c c h p 环境性的指标有：c 0 2 排放量、c o 排放量、氮氧化物排放量、s 0 2 排 放量和烟尘排放量。c c h p 系统主要以天然气为燃料，烟尘的排放量可忽略不计，系统 运行过程中只排放微量s 0 2 【2 i 】。将烟尘排放量指标与s 0 2 排放量指标剔除。 体现c c h p 技术性的指标有：容量可信度、防腐性、技术先进性、噪声等级、维护 方便性、控制属性、占用空间、可再生能源利用率和设备寿命。 以上共列出3 l 项c c h p 的有效评价指标，计算每个指标符合程度如表2 4 所示。 表中y 表示符合，s 表示部分符合，n 表示不符合。为了方便计算，表中两个s 等同于 一个y 。基础层指标前的数字表示y 的数量。 若某个指标对于十项指标原则中几乎都是符合的，说明该指标能有效地评价客体， 可选为评价指标。若某个指标不符合十项指标原则中的大多数，则应将该指标进行修正 或剔除。 表2 4 中，作者以符合程度大于等于6 为临界值，对指标进行筛选。即符合程度在 六或者以上的是可用指标，符合程度在5 5 并且与用户利益相关的为改进指标，符合程 度在5 和5 以下的为剔除指标。值得注意的是，有些指标虽然都是可用指标，符合多数 指标原则，但指标的评价内容是重复的，应将重复的指标剔除。 综上，指标总数为3 1 ，剔除的指标数量为1 2 ，可用指标为1 8 ，需改进的指标数量 为l 。 1 3 第2 章c c h p 综合评价指标体系的研究 1 4 表2 - 4 选择指标 浙江工业大学硕士学位论文 续表2 - 4 选择指标 注1 ：黑色一剔除指标( 7 ) ：绿色一可用指标( 1 8 ) ：红色一由于重复而被剔除指标( 5 ) ：蓝色一改进指 标( 1 ) 指标总数：3 1 注2 ：1 一时间变化的敏感度2 一空间变化的敏感度3 一预测能力4 - 参考值或者阀限值的有效性 5 - 价值判断的公正性6 - 可逆性或可控性7 - 数据易予转化8 一综合性9 - 数据易于采集l o - - 与 用户利益相关 2 2 3 改进评价指标 下面对容量可信度这一指标进行修正。 在可靠性水平不变的情况下，新增c c h p 机组可以额外满足的负荷量可以由一定容 量的常规发电机组承担，c c h p 的容量可信度就是这个常规发电机组的容量与c c h p 装 机容量的比值。容量可信度体现的是电源可被信用程度，即电源的稳定可靠性，作者尝 试将系统的运行稳定性指标来代替容量可信度。 表2 5 改进容量可信度指标 注：1 一时间变化的敏感度2 一空间变化的敏感度3 一预测能力4 - 参考值或者阀限值的有效性5 - 价值判断的公正性争可逆性或可控性7 - 数据易于转化8 _ 综合性9 一数据易于采集1 0 - 与用 户利益相关 从表2 5 可知，改进后指标的符合程度为八，为可用指标。 1 5 第2 章c c h p 综合评价指标体系的研究 2 3 构建综合评价指标体系 将1 9 项可用指标按其评价内容分类，如下表2 - 6 所示。 表2 - 6 评价指标的类别 类别指标 经济性6 能效性4 环境性3 技术性7 初投资，投资回收期，净现值，总费用年值，占地面积 一次能源利用率，娴效率，发电效率，总效率 氮氧化物排放，c o 排放，c o z 排放 系统运行稳定性，噪声等级，维护方便性，超负荷能力， 可再生能源利用比例，控制属性，设备寿命 建立多层次初始指标体系体，如表2 7 所示。该指标体系共三层，第一层为基础层， 是反映分布式能源系统主要性能的原始数据的集合；第二层为性能层，原始参考包括经 济性、能效性、环境性、安全性和技术性，是将分布式能源系统划分为各个性能方面的 分类法；第三层为决策层，是综合分布式能源系统各方面的性能指标，对分布式能源系 统进行计分总量化评价。 表2 7 初始指标体系 2 4 c c h p 综合指标体系的信度和效度 2 4 1 综合评价指标体系的信度计算 一个测验工具最重要的特质就是它的信度。一个信度较高的测量工具不会随时间或 1 6 浙江工业大学硕士学位论文 者空间的变化而失去效力。它表现为相同条件下，对同一调查对象重复测量所得的测量 结果的一贯性、一致性、再现性和稳定性。信度是评价测量工具最基本的指标之一， 可靠性、稳定性和一致性等是它的同义词。 一般来说，共有三种：重测信度，内部信度，评价者一致信度。 1 ) 重测信度 重测信度是指采用重测方法来估计一个测验的信度，实施方法是用同一个测量工具 对同一个测量对象，在不同的情境下进行测量。然后分析两次测量得分之间的相关程度。 当被试对象由于第一次的练习而在第二次参加测试时能够更快更好地解决问题，我 们就说存在练习效应。确定重测信度的过程中，最大的风险是被试对象可能会因为练习 效应在同一测量上得到不同的分数。为了消除练习效应可采用替代性测验或者平行测 验，再分析两个测验的相关程度。 重测信度可用指标间的p e a r s o n 相关系数来表示。两次测量的结果